地球与地球基础知识
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地球与地球基础知识
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&&& 地球是八大之一，从诞生之日起，已历46亿年。按离太阳由近及远的次序是第三颗，位于和之后；在八大行星中大小排行是第四。在英语里，地球是惟一一个不是从及罗马神话中得到的名字。英语的地球一词来自于及日耳曼语。这里当然有许多其他语言的命名。在罗马神话中，地球女神叫Tellus——肥沃的土地（希腊语：Gaia，大地母亲）。地球目前是人类所知道的惟一一个存在已知体的。
　　年龄：44～46 亿年。
　　周期：约365.2422天
　　长度： 366.2422 天。
　　公转轨道：呈梨形。7月初为，1月初为。
　　周期：为23小时56分04秒。为24小时。
　　自转方向：自向。
　　卫星（天然）——1颗（）
　　主要成份——（78%）、（21%）和（ 0.037%）(0.03%)稀有气体（0.933%）
　　主要成份——氧（47%）、（28%）和（8%）。
　　表面大——毫帕，或760毫米高汞柱。
　　赤道半径 =
　　极半径 =
　　平均半径 =
　　赤道周长 = 40075.13 公里　
　　=10832亿立方公里。
　　质量=5.9742×10^21 吨。
　　平均密度=5.518 g/cm^3
　　表面积=5.11亿平方公里。
　　面积=3.617453亿平方公里。(占总表面积的70.8％)
　　陆地面积=1.49亿平方公里(占总表面积的29.2％)
　　纬度1°长度 = 111.133－0.559cos2φ 公里 (纬度φ处)　　经度1°长度 = 111.413cosφ－0.094cos3φ 公里　
　　大气中的声速(0度) V = 331.36 米／秒　
　　大气中的声速(常温) V = 340米／秒　
　　地球表面磁场强度 ～ 5×10-5 特斯拉　
　　北磁极：76°N, 101°W;　
　　南磁极：66°S, 140°E　
　　地球表面重力加速度(φ = 45°) : g = 9.8061 米／秒2　　地球表面脱离速度 ＝ 11.2 公里/秒　
　　光行差常数(J2000) k = 20.49552"　
　　黄赤交角(J2000) ε = 23°26'21".448　
　　黄径总岁差(J2000) P = 5029”.0966 (每世纪)　
　　岁差周期 ＝ 25800 年　
　　平均轨道速度 ＝ 29.79 公里/秒
地球的质量的计算
　　卡文迪许认为地球的质量约为6×10^24千克
　　地球的赤道半径ra=6378137m≈6.378×10^6m，极半径rb=6356752m≈6.357×10^6m，扁率e=1/298.257,忽略地球非球形对称，平均半径r=6.371×10^6m。在赤道某海平面处重力加速度的值ga=9.780m/s^2,在北极某海平面处的重力加速度的值gb=9.832m/s^2，全球通用的重力加速度标准值g=9.807m/s^2，地球自转周期为23小时56分4秒（恒星日），即T=8.616×10^4s。
　　如果把地球看成质量均匀，并且忽略其它天体的影响，可以通过如下途径计算地球的质量。
　　方法一、在上，地球对质量为m的物体的引力等于物体的重力与随地球自转的向心力之和，则为5.984*10^24 kg
　　方法二、在，不考虑地球自转，则计算为5.954*10^24kg
　　方法三、把地球看作质量均匀的球体，忽略自转影响，半径取平均值，重力加速度取标准值。则为5.965*10^24kg
　　月地距离r月地＝3.884×10^8m，月球公转周期为27天7小时43分11秒（恒星日），即T月≈2.361×10^6s，月球和地球都看做质点，设月球质量为m月。
　　方法四、为6.220*10^24kg
地球的主要成分
　　直到十六世纪时，人类才了解到地球只不过是太阳系的一颗行星而已。
　　地球不需太空探测船即可认识，但是直到二十世纪我们才真正勾勒出地球的全貌。当然能自太空中取得它的影像是其中相当重要的因素，地球的太空影像对天气预测，尤其是 （飓风）的预报来说有很大的帮助，而且从太空看到的地球真是非常美丽、可爱。
　　由化学组成成分及地震震测特性来看，地球本体可以分成一些层圈，以下就标示出它们的名称与范围（深度，单位为公里）：
　　0～40地壳40～2890地幔2890～5150外地核5150～6378内地核
　　固态的地壳厚度变化颇大，海洋地区的地壳较薄，平均约7公里厚；而大陆地壳就厚得多，平均约40公里厚； 地函也是固态，不过在它上部有一层极小部分熔融的区域，称为软流圈，其上的地函最顶部及整个地壳则称为岩石圈 ；至于外地核是液态而内地核是固态。这些不同的层圈都是以不连续面为界，最有名的就是在地壳与地函之间的莫氏不连续面 （Mohorovicic discontinuity）。
　　地幔占有地球的主要质量，地核反而位居其次，至于我们生存的空间则只是整个地球极小的一部分而已（质量，单位为10的24次方公斤： 大气层 = 0.0000051，海洋 = 0.0014 ，地壳 = 0.026，地幔 = 4.043，外地核= 1.835，内地核 = 0.09675，）
　　地核的主要成分是铁 （或铁镍质），不过也可能有一些较轻的物质存在，地心的温度约有7,500K，比太阳表面温度还高；下部地函的主要成分可能是矽、镁、氧，再加上一些铁、钙及铝；上部地幔主要成分则是橄榄石及辉石（铁镁矽酸盐岩石），也有钙和铝。以上这些瞭解都是来自于地震震测资料，虽然上部地幔的物质有时会因著喷出熔岩而被带到地表来，但是我们仍无法到达固体地球的主要部分，目前的海底钻探行动连地壳都尚未挖穿。地壳的成分则主要是石英（二氧化硅）及硅酸盐类如长石。 整体估算，地球化学组成的重量百分比为： 铁34.6% ，氧29.5% ，硅15.2% ，镁12.7% ，镍2.4% ，硫1.9% ，0.05% 钛 。
　　地球是平均密度最大的主要星体。
　　其它类地行星也都具有和地球类似的结构与组成，但其中也有一些差异：月球核所占比例最小； 水星核的比例最大；而火星及月球的函相对较厚；月球和水星没有化学组成明显不同的函与壳之分；地球可能是唯一可再分成内外核的。不过请留意，我们对行星内部的认识主要是来自于理论推导，就算是对地球的也是如此。
　　有别于其它类地行星 ，地球的最外层（包含地壳及上部地幔的顶端）被切分为数块，「飘浮」于其下的炽热地幔之上，这就是著名的板块构造运动学说。 这个学说主要描述两种运动：拉张与隐没，前者发生在二个板块互相远离，其下的岩浆涌出而生成新地壳之处；后者则发生在二个板块互相碰撞，其中一方潜入另一方之下，终至消灭于地函中之处。此外，也有一些板块边界是横向错开式的相对运动或两个大陆板块硬碰硬地撞在一起。
　　地球的大部分表面很年轻 ，只有5亿年左右，以天文的角度来看确实很短。但也有很少的地方露出了当年地球地壳形成时的基底——花岗岩，如中国辽宁省葫芦岛市绥中县就有裸露，由于形成花岗岩时的冷却时间长，所以花岗岩内的结晶体都非常发育，边长在1-2厘米，故把其命名为绥中花岗岩。由于侵蚀作用及构造地质运动不断地破坏又重建大部分的地表，因而地表早期的地质记录不容易找到，例如撞击坑，所以早期地球历史大部分都已不见踪迹。 地球约有45至46亿年老，然而目前已知最老的岩石只有大约40亿年前（地球有相当长的一段时期是一个由熔化的岩浆形成的火球），而且老于30亿年的岩石非常罕见。最老的生物化石不早于39亿年前，有关生命起源的关键时期则亳无记录。
　　地球表面积71%为水所覆盖，地球是太阳系唯一在表面可以拥有液态水的行星（土卫六的表面有液态乙烷或甲烷，而藏于木卫二的表面之下则可能有液态水，不过地球表面有液态水仍是独一无二的）。液态水是我们已知的生命型式所不可或缺的要素；而缘于水具有的大比热性质，海洋的热容积成为保持地球温度恒定的一大功臣；液态水还是陆地上侵蚀与风化作用的主要营力，这是太阳系中唯一有此作用的地方（也许火星早期也曾有过这些作用，但现在已无）。
　　地球大气组成中，77%是氮气而21%是氧气，再来就是微量的氩、二氧化碳及水气。 地球初形成时的大气很可能大部分都是二氧化碳，不过它们大多已被碳酸盐类岩石给结合，其余的则是溶入海洋及被绿色植物耗尽；如今板块构造运动及生物作用是大气中二氧化碳消长的持续主控者。大气中存在的水气及微量二氧化碳所造成的温室效应是维持地表温度极重要的作用，温室效应使地表温度提高了大约35℃，否则地表的平均温度将是酷寒的-21℃！若没有水气及二氧化碳，海水会冻结，而我们已知的生命型式将无从开展。 此外，水气更是地球水循环及天气变化中不可或缺的要角。
　　自由氧的存在也是地球化学组成的一大特征，因为氧是活性很强的气体，照理说应该很容易就和大气中其它元素相化合，地球上的氧气完全是由生物作用产生及维持，若没有生命就不会有自由氧。
　　地球与月球之间的引潮力会使地球的自转周期每一世纪增加约2毫秒，最新研究显示在9亿年前一天只有18小时，而一年则有481天。地球拥有适度的磁场，推测磁场是起因于液态外地核中的电流。由于太阳风与地球磁场及外层大气的交互作用， 极光于焉产生；而上述因素的不均衡造成磁极会在地表移动，目前磁北极位于加拿大北境。由于太阳风与地球磁场及外层大气的交互作用，极光于焉产生；
　　地球磁场及其与太阳风的交互作用也造成了范艾伦辐射带（Van Allen radiation belts），它是环绕著地球的成对环状带，外型就像是甜甜圈，由气体离子（电浆） 组成，其外圈由海拔19,000公里延伸到41,000公里；内圈则介于海拔13,000至7,600公里之间。
地球的温度
　　地核的温度大约是4700℃，比太阳光球表面温度（6000℃）略低。地球上最高温度发生在闪电中。一次闪电能释放100亿焦耳的能量，达到30000℃，这温度是太阳表面温度的5倍，但比太阳核心的温度（1400万摄氏度）低多了。 地球上最冷的地方在哪里？北半球的“冷极”在西伯利亚东部的奥伊米亚康，1961年1月的最低温度是–71℃。南半球的“冷极”在南极大陆，1960年8月24日气温为–88.3℃。
地球的运动
　　地球绕地轴的旋转运动，叫做地球的自转。地轴的空间位置基本上是稳定的。它的北端始终指向北极星附近，地球自转的方向是自西向东；从北极上空看，呈逆时针方向旋转。地球自转一周的时间，约为23小时56分，这个时间称为恒星日；然而在地球上，我们感受到的一天是24小时，这是因为我们选取的参照物是太阳。由于地球自转的同时也在公转，这4分钟的差距正是地球自转和公转叠加的结果。天文学上把我们感受到的这1天的24小时称为太阳日。地球自转产生了昼夜更替。昼夜更替使地球表面的温度不至太高或太低，适合人类生存。
　　 地球自转的平均角速度为每小时转动15度。在赤道上，自转的线速度是每秒465米。天空中各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。人们最早就是利用地球自转来计量时间的。研究表明，每经过一百年，地球自转速度减慢近2毫秒，它主要是由潮汐摩擦引起的，潮汐摩擦还使月球以每年3～4厘米的速度远离地球。地球自转速度除长期减慢外，还存在着时快时慢的不规则变化，引起这种变化的真正原因目前尚不清楚。
　　地球绕太阳的运动，叫做公转。从北极上空看是逆时针绕日公转。地球公转的路线叫做公转轨道。它是近正圆的椭圆轨道。太阳位于椭圆的两焦点之一。每年1月3日,地球运行到离太阳最近的位置,这个位置称为近日点;7月4日,地球运行到距离太阳最远的位置,这个位置称为远日点。地球公转的方向也是自西向东，运动的轨道长度是9.4亿千米，公转一周所需的时间为一年，约365.25天。地球公转的平均角速度约为每日1度，平均线速度每秒钟约为30千米。在近日点时公转速度较快，在远日点时较慢。地球自转的平面叫赤道平面，地球公转轨道所在的平面叫黄道平面。两个面的交角称为黄赤交角，地轴垂直于赤道平面，与黄道平面交角为66°34'，或者说赤道平面与黄道平面间的黄赤交角为23°26'，由此可见地球是倾斜着身子围绕太阳公转的。
地球的地震波
　　我们能够用钻探了解地球内部,可现在最先进的钻探也不过能穿透10千米,如果把地球比作一个苹果的话,那就连表皮也没穿透.后来,科学家们终于知道了打开地心之门的钥匙——地震波.20世纪初，南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇忽然醒悟：原来地震波就是我们探察地球内部的“超声波探测器”！地震波就是地震时发出的震波，它有横波和纵波两种，横波只能穿过固体物质,纵波却能在固体、液体和气体任一种物资中自由通行。通过的物质密度大，地震波的传播速度就快，物质密度小，传播速度就慢。莫霍洛维奇发现，在地下33千米的地方，地震波的传播速度猛然加快，这表明这里的物质密度很大，物质成分也与地球表面不同。地球内部这个深度，就被称为“莫霍面”。
　　，美国地震学家古登堡又发现，在地下2900千米的地方，纵波速度突然减慢，横波则消失了，这说明，这里的物质密度变小了，固体物质也没有了，地球之心在这里，只剩下了液体和气体。这个深度，就被称为“古登堡面”。
　　地球之心之谜终于搞清楚了：地球从外到里，被莫霍面和古登堡面分成三层，分别是地壳、地幔和地核。地壳主要是岩石，地幔主要是含有镁、铁和硅的橄榄岩，地核，也就是真正的地球之心，主要是铁和镍，那里的温度可能高达4982摄氏度[1]。
　　地球是人类的共同家园，然而，随着科学技术的发展和经济规模的扩大，全球环境状况在过去30年里持续恶化。有资料表明：自1860年有气象仪器观测记录以来，全球年平均温度升高了0.6摄氏度，最暖的13个年份均出现在1983年以后。20世纪80年代，全球每年受灾害影响的人数平均为1．47亿，而到了20世纪90年代，这一数字上升到2．11亿。目前世界上约有40％的人口严重缺水，如果这一趋势得不到遏制，在30年内，全球55％以上的人口将面临水荒。自然环境的恶化也严重威胁着地球上的野生物种。如今全球12％的和四分之一的哺乳动物濒临灭绝，而过度捕捞已导致三分之一的资源枯竭。
地球的形状
　　科学家经过长期的精密测量，发现地球并不是一个规则球体，而是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。地球的赤道半径约长21千米，这点差别与地球的平均半径相比，十分微小，从宇宙空间看地球，仍可将它视为一个规则球体。如果按照这个比例制作一个半径为1米的地球仪，那么赤道半径仅仅比极半径长了大约3毫米，凭着人的肉眼是难以察觉出来的，因此在制作地球仪时总是将它做成规则球体。
世界地球日
　　1970年4月22日，在太平洋彼岸的，人们为了解决环境污染问题，自发地掀起了一场声势浩大的群众性的环境保护运动。在这一天，全美国有10000所中小学，2000所高等院校和2000个社区及各大团体共计2000多万人走上街头。人们高举着受污染的地球模型、巨画、图表，高喊着保护环境的口号，举行游行、集会和演讲，呼吁政府采取措施保护环境。这次规模盛大的活动，震撼朝野，促使美国政府于70年代初通过了水污染控制法和清洁大气法的修正案，并成立了美国环保局。从此，美国民间组织提议把4月22日定为“地球日”，它的影响随着环境保护的发展而日趋扩大并超过了美国国界，得到了世界许多国家的积极响应。
　　“”诞生后20年中，世界范围内的环境保护工作取得了很大的进展。1972年6月，联合国召开了具有划时代意义的人类环境会议，1973年，成立了联合国环境规划署，许多国家都相继成立了环境保护管理机构和科研机构，环境保护被提上了许多国家政府的重要议事日程，环境问题受到了公众的普遍关注。在许多重大的国际会议上，环境保护也成为重要议题之一，如1989年召开的44届联大、不结盟国家首脑会议、英联邦国家首脑会议、西方七国首脑会议等都讨论了环境问题，并通过了关于环境保护的决议或宣言。这说明环境保护已成为国际政治和国际关系的“热点”。越来越多的、、有识之士都强烈的认识到，环境污染和生态恶化会使社会的文明进程将受到巨大阻碍。
　　由于环境保护问题已成为国际政治的热点，1990年的地球日活动组织者们决定，要使1990年的地球日成为第一个国际性的地球日，以促使全球亿万民众都来积极地参与环境保护。为此，地球日活动的组织者致函中国、美国、英国三国领导人和联合国秘书长，呼吁以1990年4月22日为目标日期，举行高级环境会晤，为缔结多边条约奠定基础。呼吁各国采取积极步骤，达成协议，以阻止和扭转全球环境恶化趋势的发展。同时呼吁全世界愿意致力保护环境，进行国际合作的政府，在本国举办“地球日”20周年庆祝活动。
　　庆祝“地球日”20周年活动的呼吁，得到了五大洲各国和各种团体的热烈响应和积极支持。美国总统布什宣布，把4月22日作为美国法定的地球日，并呼吁公民积极投身到改善环境的行动中去。“1990年地球日”协调委员会主席事先拜访了、、、、等地的活动小组，并得到明确的答复，同意将1990年的地球日作为国际地球日进行纪念。、、的许多国家和地区也都积极响应，组织纪念活动。众多的国际组织，如国际学生联合会、青年发展与合作协会等，也都表示大力支持和积极参与“地球日”20周年纪念活动。1990年4月22日这一天，全世界有100多个国家举行了各种各样的环境保护宣传活动，参加入数达几亿人。从那时起，“地球日”才具有国际性，成为“世界地球日”。
　　世界地球日活动旨在唤起人类爱护地球、保护家园的意识，促进资源开发与环境保护的协调发展。中国从20世纪90年代起，每年4月22日都举办世界地球日活动。
　　近年地球日中国主题
　　世界地球日没有国际统一的特定主题，中国参与世界地球日活动是从20世纪90年代开始的。在1990年4月22日地球日20周年之际，李鹏总理发表了电视讲话，支持地球日活动。从此，中国每年都进行地球日的纪念宣传活动。4月22日是“世界地球日”，每年的“地球日”没有国际统一的特定主题，它的总主题始终是“只有一个地球”；面对日益恶化的地球生态环境，我们每个人都有义务行动起来，用自己的行动来保护我们生存的家园。20世纪90年代以来，中国社会各界每年4月22日都要举办“世界地球日活动。”目前最主要的活动是由中国地质学会、国土资源部组织的纪念活动。每年中国纪念“世界地球日”，都要确定一个主题。以下为历年主题：
　　1974年　只有一个地球
　　1975年　人类居住
　　1976年　水：生命的重要源泉
　　1977年　关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐森林
　　1978年　没有破坏的发展
　　1979年　为了儿童和未来——没有破坏的发展
　　1980年　新的10年，新的挑战——没有破坏的发展
　　1981年　保护地下水和人类食物链；防治有毒化学品污染
　　1982年　纪念斯德哥尔摩人类环境会议10周年——提高环境意识
　　1983年　管理和处置有害废弃物；防治酸雨破坏和提高能源利用率
　　1984年　沙漠化
　　1985年　青年、人口、环境
　　1986年　环境与和平
　　1987年　环境与居住
　　1988年　保护环境、持续发展、公众参与
　　1989年　警惕，全球变暖！
　　1990年　儿童与环境
　　1991年　气候变化——需要全球合作
　　1992年　只有一个地球——一齐关心，共同分享
　　1993年　贫穷与环境——摆脱恶性循环
　　1994年　一个地球，一个家庭
　　1995年　各国人民联合起来，创造更加美好的世界
　　1996年　我们的地球、居住地、家园
　　1997年　为了地球上的生命
　　1998年　为了地球上的生命——拯救我们的海洋
　　1999年　拯救地球，就是拯救未来
　　2000年　2000环境千年——行动起来吧！
　　2001年　世间万物，生命之网
　　2002年　让地球充满生机
　　2003年　善待地球，保护环境
　　2004年　善待地球，科学发展
　　2005年　善待地球－－科学发展，构建和谐
　　2006年　善待地球－－珍惜资源，持续发展
　　2007年　善待地球－－从节约资源做起
　　2008年善待地球——从身边的小事做起
　　2009年认识地球，保障发展——了解我们的家园深部
地球的自然灾害
　　直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星。
　　地球，当然不需要飞行器即可被观测，然而我们直到二十世纪才有了整个行星的地图。由空间拍到的图片应具有合理的重要性；举例来说，它们大大帮助了气象预报及暴风雨跟踪预报。它们真是与众不同的漂亮啊！
　　地球由于不同的化学成分与地震性质被分为不同的岩层（深度：千米）：
　　0～40 地壳
　　40～ 400 Upper mantle 上地幔
　　400～ 650 Transition region 过渡区域
　　650～2700 Lower mantle 下地幔
　　2700～2890 D'' layer D"层
　　2890～5150 Outer core 外核
　　5150～6378 Inner core 内核
　　地壳的厚度不同，海洋处较薄，大洲下较厚。内核与地壳为实体；外核与地幔层为流体。不同的层由不连续断面分割开，这由地震数据得到；其中最有名的有数地壳与上地幔间的莫霍面－不连续断面了。
　　地球的大部分质量集中在地幔，剩下的大部分在地核；我们所居住的只是整体的一个小部分（下列数值×10e24千克）:
　　大气 = 0.0000051
　　海洋 = 0.0014
　　地壳 = 0.026
　　地幔 = 4.043
　　外地核 = 1.835
　　内地核 = 0.09675
　　地核可能大多由铁构成（或镍/铁），虽然也有可能是一些较轻的物质。地核中心的温度可能高达7500K，比太阳表面还热；下地幔可能由硅，镁，氧和一些铁，钙，铝构成；上地幔大多由olivene，pyroxene(铁/镁硅酸盐)，钙，铝构成。我们知道这些金属都来自于地震；上地幔的样本到达了地表，就像火山喷出岩浆，但地球的大部分还是难以接近的。地壳主要由石英（硅的氧化物）和类长石的其他硅酸盐构成。就整体看，地球的化学元素组成为：
　　34.6% 铁
　　29.5% 氧
　　15.2% 硅
　　12.7% 镁
　　2.4% 镍
　　1.9% 硫
　　0.05% 钛
　　地球是太阳系中密度最大的星体。
　　其他的类地行星可能也有相似的结构与物质组成，当然也有一些区别：月球至少有一个小内核；水星有一个超大内核（相当于它的直径）；火星与月球的地幔要厚得多；月球与水星可能没有由不同化学元素构成的地壳；地球可能是唯一一颗有内核与外核的类地行星。值得注意的是，我们的有关行星内部构造的理论只是适用于地球。
　　不像其他类地行星，地球的地壳由几个实体板块构成，各自在热地幔上漂浮。理论上称它为板块说。它被描绘为具有两个过程：扩大和缩小。扩大发生在两个板块互相远离，下面涌上来的岩浆形成新地壳时。缩小发生在两个板块相互碰撞，其中一个的边缘部份伸入了另一个的下面，在炽热的地幔中受热而被破坏。在板块分界处有许多断层（比如加利福尼亚的San Andreas断层），大洲板块间也有碰撞（如印度洋板块与亚欧板块）。目前有八大板块：
　　北美洲板块 － 北美洲，西北大西洋及
　　南美洲板块 － 南美洲及西南
　　南极洲板块 － 南极洲及
　　亚欧板块 － 东北大西洋，欧洲及除外的亚洲
　　非洲板块 － 非洲，东南大西洋及西印度洋
　　印度与澳洲板块 － 印度，，新西兰及大部分印度洋
　　Nazca板块－ 东太平洋及毗连南美部分地区
　　太平洋板块 － 大部分太平洋（及加利福尼亚南岸）
　　还有超过廿个小板块，如阿拉伯，菲律宾板块。地震经常在这些板块交界处发生。绘成图使得更容易地看清板块边界（上图）。
　　地球的表面十分年轻。在50亿年的短周期中（天文学标准），不断重复着侵蚀与构造的过程，地球的大部分表面被一次又一次地形成和破坏，这样一来，除去了大部分原始的地理痕迹（比如星体撞击产生的火山口）。这样一来，地球上早期历史都被清除了。地球至今已存在了45到46亿年，但已知的最古老的石头只有40亿年，连超过30亿年的石头都屈指可数。最早的生物化石则小于39亿年。没有任何确定的记录表明生命真正开始的时刻。71％的地球表面为水所覆盖。地球是行星中唯一一颗能在表面存在有液态水（虽然在土卫六的表面存在有液态乙烷与甲烷，木卫二的地下有液态水）。我们知道，液态水是生命存在的重要条件。海洋的热容量也是保持地球气温相对稳定的重要条件。液态水也造成了地表侵蚀及大洲气候的多样化，目前这是在太阳系中独一无二的过程（很早以前，火星上也许也有这种情况）。
　　地球的大气由77％的氮，21％氧，微量的氩、二氧化碳和水组成。地球初步形成时，大气中可能存在大量的二氧化碳，但是几乎都被组合成了碳酸盐岩石，少部分溶入了海洋或给活着的植物消耗了。现在板块构造与生物活动维持了大气中二氧化碳到其他场所再返回的不停流动。大气中稳定存在的少量二氧化碳通过温室效应对维持地表气温有极其深远的重要性。温室效应使平均表面气温提高了35℃（从冻人的-21℃升到了适人的14℃）；没有它海洋将会结冰，而生命将不可能存在。
　　丰富的氧气的存在从化学观点看是很值得注意的。氧气是很活泼的气体，一般环境下易和其他物质快速结合。地球大气中的氧的产生和维持由生物活动完成。没有生命就没有充足的氧气。
　　地球与月球的交互作用使地球的自转每世纪减缓了2毫秒。当前的调查显示出大约在9亿年前，一年有481天又18小时。
　　地球有一个由内核电流形成的适度的磁场区。由于太阳风的交互作用，地球磁场和地球上层大气引发了极光现象（参见行星际介质）。这些因素的不定周期也引起了磁极在地表处相对地移动；北磁极现正在北加拿大。
　　月球俗称月亮，也称太阴。在太阳系中是地球中唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星里面都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的1/4。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。
　　月球表面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。
　　月球的正面永远都是向着地球。另外一面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。月球背面的一大特色是几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当人造探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。
　　月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。
　　相对于背景星空，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
　　因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期，地球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。
　　月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动。
　　严格来说，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的2/3处）。由于共同质心在地球表面以下，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看，地球和月球均以迎时针方向自转；而且月球也是以迎时针绕地运行；甚至地球也是以迎时针绕日公转的。
　　很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的，而自转轴倾角则相对于卫星。
　　月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持着5.145 396°的夹角，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动），每6793.5天（18.5966年）完成一周。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°）。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角，使它出现±0.002 56°的摆动，称为章动。
　　白道面与黄道面的两个交点称为月交点－－其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时，便会发生月食。
　　月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少，而环形山则较多。地形凹凸不平，起伏悬殊最长和最短的月球半径都位于背面，有的地方比月球平均半径长4公里，有的地方则短5公里（如范德格拉夫洼地）。背面未发现“质量瘤”。背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有60公里左右。
　　月球本身并不发光，只反射太阳光。月球亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。平均亮度为太阳亮度的1/465000，亮度变化幅度从1/630000至1/375000。满月时亮度平均为 -12.7等（见）。它给大地的照度平均为0.22勒克斯，相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7％，其余93％均被月球吸收。月海的反照率更低，约为 6％。月面高地和环形山的反照率为17％，看上去山地比月海明亮。月球的亮度随而变化，下表以满月亮度为100，列出不同月龄时的亮度值。从中可以看出，满月时的亮度比上下弦要大十多倍。
　　由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达+127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。这些数值，只表示月球表面的温度。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。
　　从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳厚60～65公里。月壳下面到1,000公里深度是月幔，占了月球大部分体积。月幔下面是月核。月核的温度约1,000℃，很可能是熔融的，据推测大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成。
地球的宇宙环境
地球属于银河系太阳系.处在金星与火星之间.是太阳系中距离太阳第三近的行星.有一颗卫星.地球是迄今为止唯一具有生命个体的行星.
地球所处的宇宙环境是指以地球为中心的宇宙环境，可以从宏观和微观两个层面理解。宏观层面上是指地球在天体系统中所处的位置，即地月系—太阳系—银河系—总星系；微观层面上是指地球在太阳系中所处的位置。在无限的宇宙空间中，地球只不过是沧海之一粟，它处在永不止息的运动中。
地球的内部环境
　　地面早已绝迹的动物，难道地球内部真的存在一个世外桃源吗？
　　远在1904年，美国加利福尼亚卡斯特山脉中一个叫布朗的采矿者，发现一处类似巨人住的人工地道。洞穴中有用巨大铜锁住的巨大房舍，墙壁间有黄金铸成的盾和从未见过的物品，墙壁上还画着奇怪的图画和文学。
　　第二次大战期间，美国陆军上士兵希伯在和侵缅日军战斗中与战友失散被遗留森林，有一天他无意中发现一处被巨石隐蔽的洞口。希伯冒险进入洞内，竟然发现里面被人工光源照得亮如白昼，俨然是一处庞大的地下城市。希伯正看得惊迷时，突然被抓住，一关就是4年，后寻机拼命逃出。据他说这个地下王国通向地面的隧道有7条，分别在世界其它一些地方开有秘密出入口。
　　1968年1月美国TG石油公司勘探队在土耳其西方大洞穴地下270米的地方，发现地底深邃的岩盘隧道，洞内高约4--5米，洞壁洞顶光滑明亮，显然为人工磨成。洞内到处是蛛网似的横洞，俨然一个令人扑朔迷离的迷宫。
　　无独有偶，数年前的一个夏夜，在中国贵州安顺县龙宫附近一座山半腰的洞内，射出一束强光，光柱呈桶形，直经足有4米，扫过500米田野，径直射向对面山坡，照得四周村庄田野通亮，时间持续有数分钟之久。据当地县志记载，清顺治年间亦曾发生过这种奇景。然而那个山洞当地人非常熟悉，洞内空无一物，那么强光源从何而来呢?
　　或许有人会问，若真的存在这个地下王国，那么他们为什么不回到阳光明媚的地面来生活呢?答案似乎只有一个：这个地下王国的居民长居在地下，或已演化成嗜热的硅生命体，已不可能再适应地面的生活。
　　有一点是肯定的，假设地下王国真的存在，那么他们必定掌握着高于地表人的科学技术，诸如飞碟等一系列所谓之谜也就不难获得答案了。且不说是否真的存在着一个地下王国，难道地球内部确是空的吗?不少地球物理专家认为，地球的现有重量是6兆吨的百万倍，假如地球内部不是空的，它的重量应远不止此。
地下王国之说，引发了科学界一场有关“地球空洞说”的激烈争论，结果如何，只能拭目以待。但是它启发了我们地表人，当地球气候发生骤变或其它地表灾难发生时，我们地表人转入地下或许比移居外星球更具现实意义。
地球与人口的关系
　　从资源与人类的关系以及环境与人类的关系看，地球上的人口有一个数量限制：人口数量＝适合人类居住的面积／个体生产和生活所需要的场地。用公式表示为：X =S/s=aS。其中X为人口的数量，S为适合人类居住的面积，s为每个个体生产和生活所需要的场地,a=1/s,为常数。上式X=aS可称之为人口定律。
　　从生产和生活所需的角度看，人类每个个体生产和生活所需要的场地为1500平方米。从人口定律公式X=aS和地球上适合人类居住的面积与每个个体生产和生活所需要的场地为1500平方米，可算出地球人口上限。
　　现代人口普查是指在国家统一规定的时间内，按照统一的项目、统一的表格和统一的填写方法，对全国人口普遍地、逐户逐人地进行调查登记。它是一种有严密组织领导、有周密计划、用科学方法进行的大规模社会调查。美国从1790年开始进行人口普查，是最早进行人口普 查的国家。
　　联合国人口普查的内容共有36个项目，包括人口迁移、家庭、生育率、死亡率、教育、经济、住房等特征。有些国家的人口普查项目更多。例如，美国1980年有65项，加拿大1981年有 69项，印度1981年有40项，菲律宾1980年有41项。
　　人口普查信息具有法律效力。它的作用可概括为以下三方面:(1)制定政策,分配选举名额,拟订建设计划。例如美国宪法规定每10年进行一次人口普查，以便准确分配众议院议席，按人 口比例确定每州议员人数和联邦政府给各州的经费。(2)用于研究人口的地区分布、生育、 死亡、增长、性别、年龄、城乡、职业、文化等特征。(3)通过普查得到的人口数量、分布、年龄、性别等方面的信息，确定对住房设备、食物、衣着、文娱设施、医药等的供应、商业网点的布设、商品和劳力的分配等。
　　人口普查信息仅是数字地球庞大信息家族的一个小小的成员。数字地球可将人口普查信息以及其他地球空间数据融于一体，如将人口信息按部门、行政单元统一存档管理，并通过互联网与地物空间特征(如地物影像)相呼应。通过数字地球，人们可浏览地球上某一国家或地区的系列电子地图(如地形、水系、土地利用、人口分布等)和说明文字, 并获得有关人口及其 居住空间的详细信息，包括总人口、男女比例、文化程度、民族、职业、经济、教育、商业、医疗卫生、公共福利、就业和社会保险等。通过访问个人主页，可获得包括照片在内的详细信息。
人口普查信息被广泛用于人口分析和预测。科学家通过解译高分辨率卫星影像可获得城市地面建筑物信息，并估算出居民点的人口数量。卫星遥感、地理信息系统和互联网技术支撑下的数字地球，具有强大的分析、评价和模拟能力。例如，美国加利福尼亚地区彭德尔顿的科学家通过收集地形、土壤类型、年降雨量、植被、土地利用及土地所有权等信息，可模拟出不同人口增长对生物多样性的影响。又如，通过人口普查数据，可模拟出城市人口的动态增长、人口分布和人口迁移。像“三峡工程”这样的大型工程项目中的移民问题,都可借助 数字地球的网络功能、互操作以及地理信息系统技术来解决。
地球的未来
　　地球的未来与有密切的关联，由于的灰烬在太阳的核心稳定的累积，太阳光度将缓慢的增加，在未来的11亿年中，太阳的光度将增加10%，之后的35亿年又将增加40%。气候模型显示抵达地球的辐射增加，可能会有可怕的后果，包括地球的海洋可能消失。
　　地球表面温度的增加会加速无机的二氧化碳循环，使它的浓度在9亿年间还原至植物致死的水平（对C4光合作用是10 ）。缺乏植物会导致大气层中氧气的流失，那么动物也将在数百万年内绝种。而即使太阳是永恒和稳定的，地球内部持续的冷却，也会造成海洋和大气层的损失（由于降低）。在之后的十亿年，表面的水将完全消失，并且全球的平均温度将可能达到70°C。
太阳，在它 的一部分，在大约50亿年后将成为。模型预测届时的太阳直径将膨胀至现在的250倍，大约1（149,597,871）。地球的命运并不很清楚，当太阳成为红巨星时，大约已经流失了30%的质量，所以若不考虑潮汐的影响，当太阳达到最大半径时，地球会在距离太阳大约1.7天文单位（254,316,380千米）的轨道上，因此，地球会逃逸在太阳松散的大气层封包之外。然而，绝大部分（如果不是全部）现在的生物会因为与太阳过度的接近而被摧毁。可是，最近的模拟显示由于潮汐作用和拖曳将使地球的轨道衰减，会使地球落入红巨星的太阳大气层内并被摧毁。
地球常用数据
　　地球质量: M = 5.9742×10^27克
　　地球平均半径:=
　　赤道半径 =
　　极半径 =
　　平均半径 =
　　赤道周长 = 40075.13 公里
　　纬度1°长度 = 111.133－0.559cos2φ 公里 (纬度φ处)
　　经度1°长度 = 111.413cosφ－0.094cos3φ 公里
　　标准大气压P0 = 760 毫米汞柱
　　大气中的声速(0度) V = 331.36 米／秒
　　大气中的声速(常温) V = 340米／秒
　　地球表面磁场强度 ～ 5×10-5 忒斯拉
　　地球磁极：
　　北磁极：76°N, 101°W;
　　南磁极：66°S, 140°E
　　地球表面重力加速度(φ = 45°) : g = 9.8061 米／秒2
　　地球表面积 = 5.11×108平方公里
　　陆地面积 = 1.49×108平方公里 (占总表面积的29.2％)
　　海洋面积 = 3.62×108平方公里 (占总表面积的70.8％)
　　地球体积 = 1.0832×1012 立方公里
　　地球平均密度 = 5.518 克·厘米-3：
　　地球年龄 ～ 46 亿年
　　地球表面脱离速度 ＝ 11.2 公里/秒
　　光行差常数(J2000) k = 20.49552"
　　黄赤交角(J2000) ε = 23°26'21".448
　　黄径总岁差(J2000) P = 5029”.0966 (每世纪)
　　岁差周期 ＝ 25800 年
平均轨道速度 ＝ 29.79 公里/秒
赤道 equator
　　赤道是地球表面的点随地球自转产生的轨迹中周长最长的圆周线，赤道半径 Km ；两极半径 Km；平均半径 Km ；赤道周长 40073.7Km。如果把地球看做一个绝对的球体的话，赤道距离南北两极相等，是一个最大的大圆。它把分为南北两半球，其以北是，以南是，是划分纬度的基线，赤道的为0°。 赤道是地球上重力最小的地方。
　　赤道是南北纬线的起点(即零度纬线)，是地球上最长的纬线。
　古代解释
　　1、古代主浑天说者认为，天体是个浑圆形的球体，赤道即指天球表面距离南北两极相等的圆周线。现代天文学称为天球赤道。
　　①《·天文志》：“立春、春分，月东从青道……立夏、夏至，南从赤道。”
　　②《·律历志下》“黄道去极”注引汉《》：“赤道横带浑天之腹，去极九十一度十六分之五。”
　　③《·洪范》“日月之行则有冬有夏”唐疏：“正当天之中央、南北二极中等之处谓之赤道，去南北极各九十一度。”& ④明·《六月望月食》诗：“未月黄衢厄，妖遮赤道行。”
　　2、指地球赤道，即环绕地球表面距离南北两极相等的圆周线。
　　①清·《地球志略》：“地球从东西直剖之，北极在上，南极在下，赤道横绕地球之中，日驭之所正照也。”
　　②清·《以莲菊桃作歌》：“地球南北倘倒转，赤道逼人寒暑变。”
　　3、犹言知道，谁知道。
　　①《金瓶梅词话》第三五回：“赤道干的什么茧儿，恰似守亲的一般。”
　　▲赤道经过的行星级地貌
　　太平洋、南美洲、大西洋、非洲、印度洋
　　▲赤道经过的山脉
　　安第斯山脉
　　▲赤道经过的陆地
　　大陆：非洲大陆、南美洲大陆
　　岛屿（群岛）：巴都群岛、苏门答腊岛、加里曼丹岛、苏拉威西岛、哈马黑拉岛、马尔代夫群岛、吉尔伯特群岛、莱恩群岛
　　▲赤道穿过的气候区
　　热带雨林气候(赤道多雨气候、热带海洋性气候)、热带草原气候、高地气候
　　▲活动于赤道的天气系统
　　信风、赤道西风、赤道辐合带等
　　▲赤道穿过的河流、湖泊
　　非洲：刚果河、奥果韦河、朱巴河、维多利亚湖
　　南美洲：亚马逊河
　　亚洲：卡普阿斯河
　　▲赤道经过的海
　　几内亚湾、赤道海峡、明打威海峡、南海、望加锡海峡、托米尼湾、马鲁古海、哈马黑拉海
　　▲赤道经过的国家
　　、、、（以赤道命名的国家，Equator，是文）、、、、、 (金) 、、、、、、
　　▲赤道附近的著名城市
　　、、、新加坡。
　　赤道是物种的制造厂。与其他未能这么幸运地享受到这一地理位置优势的物种相比，赤道动物简直是生活在一个近乎完美的环境中，无论从温度、湿度还是从可获取的食物来看，都是如此。生活在这片乐土上的唯一不利因素，就是要与地球上半数以上的物种分享资源！
　　在赤道，动植物比其他地方的动植物长得更快、更大，而且外形更怪异。赤道地区的阳光是地球上最强劲的能量。由于这里的阳光使海洋大量蒸发，这种冲击会在这样一个大范围中形成湿度柱，进而形成风和潜流，而风和潜流随后会最终给位于异常遥远的地方的生命提供能量。
Above sea level
1987195211~1979123172.260m1985
240024005500
232623262326
()()66342326,23262326
198571527.55 120,
tropic of capricorn
23.523.523.5
23.519762000232621.448
20232666.562212
19866455,,
(Tropic of Capricorn)2325
tropic of capricorn
(Tropic of Cancer)23.5
23.519762000232621.448
////////////
0longitude
1884180180180180180
00180180E180W180180180018015
195320W160E
(longitude)0180180180180
606023 27 30"23 27 30"23 27.50023.45833-23.45833
111km0km111km111km
2436015345
经度和纬度的确定
1884180180180180180
6060116243954
03030606090
1 = 1.85km
(Tropic of Cancer)2326232628"44
(Tropic of Capricorn)2326232628"44
:0,180,.180180.
,,0.18841011023001800180.195302025,0
prime meridian
0 180188419571968
1917394619188410130-1800-12E1957E
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
prime meridian
01884Greenwich19571968CIO
0 180188419571968
1917394619188410130-1800-12E1957E
(Greenwich Observatory)
(greenwich park)
177180188199286386dlrgreenwichgreenwichmaze hill
maritime greenwich1997(unesco)
&&& 906634
663421008007105270012004000
北极的洋流
3731000110053750800300
北极的水文
北冰洋表层环流
7200030000440010.52700450
北冰洋的岛屿
阿拉斯加低平海岸
380218600009016082
8418023003005.47.566
10040070100820120010100
100200150170
114656910781-20-408-8-59-70-62
23.5100250 500
15943159679o49159762037
1610229517
17251258000171739100
18196116002708245
18455191293
北极的动物
Polar bear Ursus maritimus
Vertebrata
U. maritimus
240 - 260 cm
190 - 210 cm
880240-260cm400-600800190-210cm200-300500
U. maritimus66.6%29.11.2
36195-2651111-4600-70010-15
25-30199945
219721973CITESIIIUCN200652
100125100120,3
910,7812561830
CaribouReindeer 150901.8
202215045900150012
45004840003000
1621231517
1923190946101937
195719581958
19591968196919711977
arktos"arctic"
最早的北极人
&&& AntarctiqueAntarctique
，内陆高原平均气温为－５６左右，极端最低气温曾达－８９．８，为世界最冷的陆地。全洲平均风速１７．８米／秒，沿岸地面风速常达４５米／秒，最大风速可达７５米／秒以上，是世界上风力最强和最多风的地区。绝大部分地区降水量不足２５０毫米，仅大陆边缘地区可达５００毫米左右。全洲年平均降水量为５５毫米，大陆内部年降水量仅３０毫米左右，极点附近几乎无降水，空气非常干燥，有“白色荒漠”之称。
9652000250038001200013902350,250048003795(.)(5140)9845002000475026555188029309060131000100100080410113015351530407088.3?。南极气温随纬度与海拔的升高而下降。南极虽然贮藏了全球7512015090050203050706785300/
1 239.3158.27.62000,4800
1909116Ernest Shackleton
140012397.6247158.2
40012018051032%58%200vfvertical vsrseb6070
50010003000050000
1961691983
9701900260
9507006005603002350410
20-25-17~20-40~50-57-89.619837
830019.4/197282/100/123 113410020；寒季时，沿岸地带为零下20，内陆地区为零下40。1967的低温。据估计，在东南极洲上可能存在零下95的低温。
()121210017~1840~501001231210
401219601010351967294.2
Roald Amundsen19111214Robert Falcon Scott
-Amundsen-Scott South Pole Station1958
古老的冰芯
2006126Fuji Dome9994100
1991199441994
到零下，经常有风力高达12
科学考察站
26150501007080
2853654093
199620086200511821200811224
Dome ADome CDome BDome ADome FDome ADome FDome ADome ADome A
1718/4050/100/
14002410695%
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地球结构为一同心状圈层构造，由地心至地表依次分化为地核、地幔、地壳。地球地核、地幔和地壳的分界面，主要依据地震波传播速度的急剧变化推测确定。地球各层的压力和密度随深度增加而增大，物质的放射性及地热增温率，均随深度增加而降低，近地心的温度几乎不变。地核与地幔之间以古登堡面相隔，地幔与地壳之间，以莫霍面相隔。地核又称铁镍核心，其物质组成以铁、镍为主，又分为内核和外核。内核的顶界面距地表约5100公里，约占地核直径的1/3，可能是固态的，其密度为10.5—15.5克/立方厘米。外核的顶界面距地表2900公里，可能是液态的，其密度为9—11克/立方厘米。地幔又可分为下地幔、上地幔。下地幔顶界面距地表1000公里，密度为4.7克/立方厘米，上地幔顶界面距地表33公里，密度3.4克/立方厘米，因为它主要由橄榄岩组成，故也称橄榄岩圈。地壳的厚度约33公里，上部由沉积岩、花岗岩类组成，叫硅铝层，在山区最厚达40公里，在平原厚仅10余公里，而在海洋区则显著变薄，大洋洋底缺失。地壳的下部由玄武岩或辉长岩类组成，称为硅镁层，呈连续分布，在大陆区厚可达30公里，在缺失花岗岩的深海区厚仅5—8公里。
　　地球内部结构：地壳、地幔和地核 三层之间的两个界面依次称为莫霍面和古登堡面
　　地壳+软流层=岩石圈纵波，横波通过地幔速度最大
　　地球外部圈层结构：大气圈、水圈和生物圈
地壳dìqiào（Earth Crust）
　　在地理上，地壳是指有岩石组成的固体外壳，固体圈层的最外层，的重要组成部分，可以用化学方法将它与区别开来。其底界为（莫霍面[1]）。整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，平均为33千米。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。
　　地壳分为上下两层。上层化学成分以氧、、为主，平均化学组成与花岗岩相似，称为，亦有人称之为“”。此层在海洋底部很薄，尤其是在大洋盆底地区，太平洋中部甚至缺失，是不连续圈层。下层富含硅和镁，平均化学组成与玄武岩相似，称为，所以有人称之为“”（另一种说法，整个地壳都是硅铝层，因为地壳下层的铝含量仍超过镁；而地幔上部的岩石部分镁含量极高，所以称为硅镁层）；在大陆和海洋均有分布，是连续圈层。两层以隔开。
　　地壳演化简史
　　（一）太古代（距今约25亿年之前）
　　太古代是地质年代中最古老、历时最长的一个代，即原始地壳以及原始大气圈、水圈、沉积圈和生物的发生、发展的初期阶段。
　　太古界的地层由变质深的正、副片麻岩组成。已知其中最古老的年龄为40多亿年。据此认为，在此之前地球便出现了小型的花岗岩质地壳。由沉积岩变质而成的副片麻岩的出现，说明当时有了原始大气圈和水圈，并有单纯的物理化学风化。在这些结晶变质岩基底上覆盖着一层变质较轻的绿岩带，其中有火山岩和沉积岩，它们形成于当时地面的凹陷带，后来才经历变质作用。其年龄在34亿—23亿年间。据推测，太古代早期地球表面有许多小型花岗质陆块，它们之间有深浅多变的古海洋。后来各小陆块在移运中结合成面积较大的大陆板块。这些最古老的陆块现在已散布于各大陆中，即通常所说的稳定陆块的核心——克拉通或古地盾区。
　　太古代的地壳运动和岩浆活动既广泛又强烈；火山喷发频繁，故使大气圈和水圈才得以形成。原始海洋的面积可能比现在大，但平均水深则浅得多。现在世界各地蕴藏丰富的海相层状沉积的变质铁锰矿床和岩浆活动形成的金矿等就是在这时期形成的。当时的大气圈可能富含碳酸气、水蒸汽和火山尘埃，只有少量的氮和非生物成因的氧。海水也是酸性矿化水（后来才逐渐被中和），陆地是灼热的，荒芜的。在某些适宜的浅海环境中，有些无机物质经过化学演化跃变为有机物质（蛋白质和核酸），进而发展为有生命的原核细胞，构成一些形态简单的无真正细胞核的细菌和蓝藻。这只是出现于太古代的后期。
　　总的来说，太古代是原始地理圈的形成阶段，陆地是原始荒漠景观，水域是生命孕育和发源之地。当时地壳与宇宙之间以及和地幔之间的物质能量交换比后来任何时候都强烈得多。
　　（二）元古代（距今25亿—6亿年前）
　　在元古代，大陆性地壳逐渐由小变大，从薄增厚，火山活动相对减少，岩性也从偏基性向偏酸性转化。下元古界有巨厚的碎屑堆积，大有利于强烈的花岗岩化活动及导致大型侵入体的形成。由于大气中CO2浓度降低和水中Ca、Mg离子增多，开始出现有化学沉积的碳酸盐岩。它将直接影响到岩浆过程的演化，导致碱性派生岩的出现。随着大气中游离氧的增加，氧化环境也开始出现了。因而后期有了鲕状赤铁矿和硫酸盐等矿物以及第一批红层建造的产生。生物的出现对环境的影响还不大，所以在元古界无大量的生物化学沉积。元古代末还发现有冰碛岩，这是全球性第一次大冰期的产物。
　　这时原核生物已进化为真核生物，嫌气生物转化为喜氧生物（这个转折点称尤里点，发生于大气中氧含量增至当前大气中氧浓度的千分之一的时候），物种数量也从少增多。这时地球上的植物界第一次得到大发展，出现了数量较多的能进行光合作用与呼吸作用的较原始的低等植物，如绿藻、轮藻、褐藻、红藻等。这些微古生物已可用于地层的划分和对比。在元古代晚期，原始动物也出现了。如澳洲的埃迪卡拉动物群，其中有海绵、水母、节虫、扁虫及软体珊瑚等水生无脊索动物化石。在北美还发现有海绵骨针化石。
　　元古代有多次地壳运动，较广泛的有我国的五台运动，吕梁运动、澄江运动、蓟县运动等；北美有克诺勒运动、哈德逊运动、格伦维尔运动、贝尔特运动等。历次造山运动形成的褶皱带都使原有的小陆块逐渐拼合在一起成为古陆，后来都成为各大陆的古老褶皱基底和核心，前寒武纪陆台（或称地台），现在出露的只占陆地面积的1/5。据古地磁研究，北美罗伦古陆和非洲古陆在元古代都曾发生过多次极移（E. lrving等，1975；J. D. E. Piper，1976）。
　　（三）古生代（距今6亿—2.3亿年前）
　　古生代包括寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。据研究，6亿—7年亿年之前，大陆经历过多次分合，在元古代末期（晚前寒武纪），各分散陆块曾联合组成泛大陆。寒武纪时泛大陆发生分裂，在南部成为冈瓦纳大陆，北部分为北美、欧洲和亚洲三个大陆，彼此间被前海西海、前加里东海、前乌拉尔海和前特提斯海（前古地中海）所分隔。奥陶纪末开始发生加里东造山运动。至泥盆纪时，前加里东地槽已褶皱成山，古欧洲与北美合成一块大陆。晚石炭纪时经海西运动后，前海西地槽消失了，使欧美大陆与冈瓦纳大陆合并。至晚二叠纪，前乌拉尔海也消失了，亚欧大陆形成，全球又成为一个新的泛大陆。
　　据王荃等的研究（1979年），我国北方的中朝古陆与南方的扬子古陆的性质很不相同，后者与南半球冈瓦纳古陆的许多情况极为相似。他们认为，扬子古陆在早古生代曾是冈瓦纳古陆的一部分，后来分裂并向北漂移，至晚古生代才与中朝古陆碰撞合并在一起，两者之间的秦岭-淮阳山地是个地缝合线。近年来在这里也发现了蛇绿岩套岩层（由蛇纹岩、橄榄岩、辉长岩及枕状基性火山岩等组成的、属于洋壳和地幔喷出的岩层，它是代表大陆缝合线的指示岩层）。我国古地磁的研究也认为，元古代后期，扬子古陆大致位于现在印度洋北部，与北方的中朝古陆远隔重洋。
　　各地质时代的地壳运动和海陆分合，对地理环境带来很大的变化：大陆分裂引起海侵，大陆合并引起海退；对生物演化也有重大的影响。自寒武纪以来大陆的分合和海生无脊索动物科数增减变化的对比情况。
　　在寒武纪，泛大陆发生分裂并引起海侵，大陆架广布，海生无脊索动物空前繁盛，其中以节肢动物的三叶虫占化石总数的60％，腕足类约占30％，其他仅占10%。这时海生植物也有向陆生植物过渡的迹象。如我国寒武系地层中发现的藻煤就是一例。奥陶纪海底广泛扩张，腕足类、角石、笔石、鹦鹉螺和珊瑚等成为世界性的种类。原始的鱼类——无颚鱼（甲胄鱼）也出现了。志留纪除海生动物继续大量发展外，后因地壳运动和环境变化剧烈，海生动物进入了大陆淡水区域，真正的鱼类——有颌鱼和适于岸边生长的具有水分输导组织的维管束植物也诞生了。自泥盆纪以后的晚古生代，大陆趋于合并，海退不断发生，许多海生无脊索动物的居留地消失，它们的种类和数量因而大减。相反，鱼类则全盛起来，陆生植物也日趋繁茂。地球表面从此结束了一片荒漠和无臭氧层的时代。至石炭、二叠纪又成为两栖动物的全盛时期，植物界也从孢子植物发展成为裸子植物。在石炭、二叠纪的各大陆都分布以蕨类为主的大森林，成为地质历史上重要的造煤时期。
　　（四）中生代（距今2.3亿—7千万年前）
　　中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪。现有许多资料证明，泛大陆的重新分裂发生于中生代，即始于晚三叠纪，主要分裂在侏罗纪和白垩纪，且一直延续到新生代。这泛大陆原来向南北极延伸，赤道部分较窄，存在特提斯海（古地中海）。三叠-侏罗纪时，北美洲与非洲分裂，北大西洋开始扩张，泛大陆被分为北部的劳亚（劳伦斯和亚细亚）古陆和南部的冈瓦纳古陆。侏罗-白垩纪，南美洲与非洲分裂，南大西洋开始扩张。非洲和印度在侏罗纪时也与南极洲和澳洲（二者仍在一起）脱离，开始形成印度洋。白垩纪时，北大西洋向北展宽，南大西洋已有一定规模，印度向东北漂移，印度洋也随之扩大，而古地中海则趋于缩小。
　　中生代各地都有强烈的造山运动，欧洲有旧阿尔卑斯运动，美洲为内华达运动和拉拉米运动，中国为印支运动和燕山运动。这时褶皱、断裂和岩浆活动都极为活跃。在我国东部形成一系列华夏式隆起与凹陷，许多有色金属和稀有金属矿床的形成都与这时的岩浆活动有关，在断陷盆地中也形成煤、石油和油页岩等矿物。我国大陆的基本轮廓也在这时建立起来了。
　　生物界较古生代有很大发展。古生代末出现的裸子植物在中生代已成为最繁盛的门类，它们靠种子繁殖，受精过程完全摆脱了对水的依赖，更适于陆地的生境。这又是植物进化中的一次飞跃。像苏铁类、银杏类、松柏类等陆生植物的大量发展，不仅为成煤作用创造了有利的条件（如世界广泛分布的侏罗系煤层），而且也为爬行动物的发展提供了丰富的食物基础。
　　整个中生代，爬行动物成为当时最繁盛的脊索动物。在陆地上有食草和食肉的恐龙，在海上有鱼龙和蛇颈龙，在空中有翼龙。与此同时还出现有蜥蜴、龟、鳖、鳄鱼、蛙类和昆虫等。在海生无脊索动物中的菊石也极为昌盛。因此，有人把中生代称为恐龙时代、菊石时代或苏铁时代。但到白垩纪末，这些盛极一时的生物种类大都绝灭了，仅有一部分能残存下来。而当时已经出现但处于弱势的原始的鸟类和哺乳动物则进入了壮观的新生代；被子植物从此也欣欣向荣。
　　（五）新生代（7千万年前—现在）
　　新生代包括老第三纪、新第三纪和第四纪，是距今最近的一个代。继中生代之后，海底继续扩张，澳洲与南极洲分离东非发生张裂，印度与亚欧大陆碰撞。在第三纪发生强烈的地壳运动，欧洲称为新阿尔卑斯运动，亚洲称喜马拉雅运动。在古地中海带（阿尔卑斯-喜马拉雅带）和环太平洋带形成一系列巨大的褶皱山体。在古老的地台区也发生拱曲、断层等差异性升降运动，在断陷盆地中广泛发育了红层。这次造山运动和伴随的海退作用，使从中生代继承下来的自然地理环境发生了显著的变化。
　　从全球来看，老第三纪地表主要是温暖潮湿的气候。在强烈的造山运动之后，大气环流系统，尤其是区域性环流系统也发生了变化，许多地方趋向于干冷。我国西部青藏高原的隆起，给东部季风环流系统以很大的影响，尤其是华南地区成为与同纬度地区不同的暖湿森林景观。在第四纪，由于温带和两极的气候进一步变冷，地球上发生了大规模的冰川作用，经历了多次冰期与间冰期的变化。生物也因生境的变化而变化。
　　在植物界，老第三纪以被子植物的大发展为特征，植物群落由原来单调的针叶林转变为花果丰硕的常绿阔叶林。当气候趋于干冷之后，许多地方的植被发生了旱生化现象。在新第三纪初出现了以单子叶草本植物为主的草原，在第四纪又出现了苔原。动物界以哺乳类的空前繁盛为特点，故新生代又称哺乳动物时代。湿热森林区繁茂的被子植物，对哺乳类的发展起很大的促进作用。昆虫的繁盛也与被子植物的发达有关。被子植物和昆虫的广泛分布又促进了鸟类的昌盛。当草原面积扩大后，在有蹄类和啮齿类中出现了许多食草性的草原动物群，随之而来的食肉动物也增加了。
　　特别重要的是在第四纪出现了人类。这是地球历史上具有重大意义的事件。人类经过复杂的发展过程之后，又逐渐成为干扰、控制和改造自然环境的一个重要的因素。所以，第四纪又被称为“灵生代”。
地壳最厚和最薄的地方
　　青藏高原是地球上地壳最厚的地方，厚达70千米以上；而靠近赤道的大西洋中部海底山谷中地壳只有1.6千米厚；太平洋马里亚纳群岛东部深海沟的地壳更薄，是地球上地壳最薄的地方。
地壳中的元素
　　在地壳中最多的化学元素是氧，它占总重量的48.6%；其次是硅，占26.3%；以下是铝、铁、钙、钠、钾、镁。丰度最低的是砹和钫，约占1023分之一。上述8种元素占地壳总重量的98.04%，其余80多种元素共占1.96%。
　　地壳中各种化学元素平均含量的原子百分数称为原子克拉克值，地壳中原子数最多的化学元素仍然是氧，其次是硅，氢是第三位。
　　大约99%以上的生物体是由10种含量较多的化学元素构成的，即氧、碳、氢、氮、钙、磷、氯、硫、钾、钠；镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼的含量较少；而硅、铝、镍、镓、氟、钽、锶、硒的含量非常少，被称为微量元素。表明人与地壳在化学元素组成上的某种相关性。
　　地壳中含量最多的元素是氧，但含量最多的金属元素则要首推铝了。
　　铝占地壳总量的7．73％，比铁的含量多一倍，大约占地壳中金周元素总量的三分之一。
　　铝对人类的生产生活有着重大的意义．它的密度很小，导电、导热性能好，延展性也不错，且不易发生氧化作用，它的主要缺点是太软。为了发挥铝的优势，弥补它的不足，故而使用时多将它制成合金。铝合金的强度很高，但重量却比一般钢铁轻得多．它广泛用来制造飞机、火车车厢、轮船、日用品等。由于用的导电性能好，它又被用来输电．由于它有很好的抗腐蚀性和对光的反射性．因而在太阳能的利用上也一展身手。
地幔（Mantle）
　　下面是的中间层，叫做“地幔”，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。上地幔顶部存在一个地震波传播速度减慢的层（），岩石圈（岩石圈指地壳和上层地幔顶部）以下称为（Asthenosphere），推测软流层是由于放射性元素大量集中，蜕变放热，使岩石高温软化，并局部熔融造成的，很可能是（Magma）的发源地。软流层以上的地幔是的组成部分。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。厚度约有2900公里。
　　最近，美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500℃以上，外核与内核交界处温度为6300℃，核心温度约6600℃。地幔的组成除了少数由玄武岩的捕获体获得外，因无法直接观察，只能以间接的方法研究。研究方法包括地震波、重力和岩石的刚性和弹性反演，以及实验岩石学研究。
　　上地幔的组成可以从岩浆岩推知。源于地幔的、（ultrabasic rock）以及等都具有共同的高铁、镁特征，与地震波传播速度也一致，结合地球化学研究，认为上地幔的成分接近于超基性岩即二辉橄榄岩的组成。它经由部分熔融而产生玄武岩浆，剩余的为难熔的阿尔卑斯型橄榄岩。林伍德（Ringwood）认为上地幔的化学成分相当于由3份阿尔卑斯型（橄榄石79％、斜方辉石20%和尖晶石1％）和一份夏威夷型组成。上地幔的理想成分为：SiO2 45.16％、TiO2 0.71％、Al2O3 3.54％、Fe2O3 0.46％、FeO 8.04％、MnO 0.14％、MgO 37.47％、CaO 3.08、Na2O 0.51％、K2O 0.13％、P2O5 0.06％、Cr2O3 0.43％、NiO2 0.20％。
　　地球分层示意图
　　地幔和地壳的分界面是（莫霍面），地幔和地核的分界面是古登堡面。前者由南斯拉夫地震学家于1909年发现，后者由美籍德国地震学家古登堡于1914年发现。
　　1914 年 B. 古登堡根据地震波传播速度测定地核的深度为2900千米，比现代精密测量的结果只差15千米。因此，地核-地幔边界又称。
　　探测地幔的最有力的工具是监测来自世界各地的地震波。地震时会产生两种不同的地震波：P波（）和S波（）。这两种波都是穿越地球内部的体波，它们分别对应于地震波通过岩石时产生的物理特性，纵波与声波相似，速度比横波快。横波与抖动的绳子产生的波形相似，即横波通过时岩石的震动方向与波的传播方向垂直。像光波一样，当穿越不同密度的岩石边界时，地震波也会发生反射和折射。利用这些特性，我们就可以对地球内部成像。
　　我们用于探测地幔的方法足以与医生检查病人的超声波照影媲美。经过一个世纪对地震数据的收集，我们已经有能力制作令人印象深刻的地幔图。
　　2007年3月，科学家利用近地表石油和天然气勘探的成像技术，绘制出了地球深部核幔边界构造的高解析度三维图像。这次绘图使用了世界各地1000多个地震台站记录的数千次地震的数据。这些数据使科学家能够分辨有关核幔边界构造的细节，这些构造反映出复杂的下地幔结构，这是先前从未见过的，也是第一次估计出核幔边界附近的温度大约为3700℃。
地核（Core）
　　地球的核心部分，位于的最内部。半径约有3470 km，主要由铁、镍元素组成，高密度，平均每立方厘米重12克。非常高，约有4000~6000℃。
　　地核又分为外地核和内地核两部分。外地核的物质为液态，内地核现在科学家认为是固态结构。
　　外地核深2900km至5000km,内地核深5100km至6371km.
　　地核是地球的核心。从下的底部一直延伸到地球核心部位，距离约为3473千米。据科学观测分析，地核分为、过渡层和[1]三个层次。外地核的厚度为1742千米，平均密度约10.5克／厘米x厘米x厘米，物质呈液态 。过渡层的厚度只有515千米，物质处于由液态向固态过渡状态。内地核厚度1 216千米，平均密度增至12.9克／厘米x厘米x厘米,主要成分是以铁、镍为主的重金属，所以又称铁镍核。
　　地核的总质量为1.88e21吨，占整个地球质量的31.5%，体积占整个地球的16.2% 。地核的体积比太阳系中的火星还要大。由于地核处于地球的最深部位，受到的压力比地壳和地幔部分要大得多。在外地核部分，压力已达到136万个大气压，到了核心部分便增加到360万个大气压了。
　　这样大的压力，我们在地球表面是很难想象的。科学家作过一次试验，在每平方厘米承受1 770吨压力的情况下,最坚硬的金刚石会变得像黄油那样柔软。
　　地核内部不仅压力大，而且温度也很高，估计可高达2 000-5 000℃，物质的密度平均在10?6克／厘米x厘米x厘米之间。在这种高温、高压和高密度的情况下，我们平常所说的“固态”或“液态”概念，已经不适用了。因为地核内的物质既具有钢铁那样的“钢性”，又具有像白蜡、沥青那样的“柔性”(可塑性)。这种物质不仅比钢铁还坚硬十几倍，而且还能慢慢变形而不会断裂。
　　地核内部这些特殊情况，即使在实验室里也很难模拟，所以人们对它了解得还很少。但有一点科学家是深信不疑的：地球内部是一个极不平静的世界，地球内部的各种物质始终处于不停息的运动之中。有的科学家认为，地球内部各层次的物质不仅有水平方向的局部流动，而且还有上下之间的对流运动，只不过这种对流的速度很小，每年仅移动1 厘米左右。有的科学家还推测，地核内部的物质可能受到太阳和月亮的引力而发生有节奏的震动。
&&&&&&&&&&&&& 地球表层
&&& （一）地球表层是物质三态存在和相互作用的场所
　　地球是太阳系乃至银河系中得天独厚的星体。迄今为止，它是人类所发现的星体中唯一有生命存在的星体。由于它距太阳远近适中（一个天文单位），使它表面具有较为适宜的温度；由于其形状大小适宜（半径6378公里），使它表面吸引了适量的水和大气并保持一定的压力，造就了地表固态、液态、气态三种形态物质共存并互相转化的复杂形态。它的丰富多彩，生机勃勃的表面形态是至今人类所发现的其他天体所无法比拟的。
　　固、液、气三态相互并存、相互作用是地球表层的突出特征。它表现为两个方面的机制：一是界面机制，二是异质机制。
　　界面对物质世界的进化发展具有重要意义。从物理意义上看，能量和物质的转换和传输，主要是通过界面来进行的；从化学意义上讲，吸附作用、吸收作用也是首先通过界面来实现的。在三相界面上，地球重力表现最为突出、最为鲜明。界面之间的物质密度发生急剧突然的变化，彼此约束力很差，
　　平衡极为脆弱，外部条件稍有变化重力就明显地表现出来。诸如所见的崩塌、滑波、泥石流、雪崩、冰川运动、河流、瀑布、地下水渗透、海流等等，均为地球重力的具体表现。在三相界面上，地球内力的表现也极为充分。在地球内部，岩石的密度、压力很大，限制着构造力的表现，而在界面上失去了上述约束条件，诸如火山、地震、构造运动塑造了千姿百态的地表形态。在三相界面上，太阳能对地球的影响也极为明显，大气、水和疏松的地表很容易透过太阳辐射，从而易于加温和冷却。界面上造成了彼此相异的热力学特性，例如水的冻胀加剧岩石的风化，陆地、水面的温度差异直接控制气压形势和空气的运动，造成季风、山风、谷风、湖岸风等不同规模的环流。三相界面也是生物界存在的基础，固体地壳为生物的生存、运动提供了赖以依托的根基，气体的呼吸交换、液体的体内循环，相互构成了生命存在的基本条件。随着地球的进化和发展，界面的总面积不断地扩大。由于外部环境不断输入能量到地球表层，岩石不断地风化、破碎、变得越来越小、越来越细，从而总面积不断扩大。来自地球内部的构造力又使岩石圈表面出现褶曲、凹陷、断裂，也使界面的面积不断扩大。生物，特别是人类也是扩大表层界面面积的积极力量。生物的作用加剧岩石圈中土壤的形成过程，人类各种工程建筑可以把本来大体均一的地面弄得凸凹不平；城市中各种建筑物的总面积可以使原来地表的表面积增加几倍几十倍，造成的 “热岛效应”甚至可以将气温比郊区旷野提高几度（℃）。界面面积的大小与物质能量的循环、交换、传输的程度和复杂性是正相关的，界面的存在和表面积的扩大，促进了地球表层的物质进步和能量传输，而来自地球内部的能量和来自地球外部的能量不断地促进地球三相界面总面积的扩大，彼此形成了正反馈的过程，这种相互促进不可逆转的发展过程，造成了地球表层的高速进化。
　　异质机制是指气体、液体、固体三相之间物质组成和结构功能之间明显差异所产生的特殊效应。美国科学家丸山孙郎认为： “异质化是系统功能发展、组织结构完善和进化的基础，世界上所有的生物过程、社会过程和某些物理过程的基本规律，都是异质性和共生性的增加。” 异质有利于调节和促进物质和能量的流动和转换。地表三相共存，形成了海洋、陆地、冰川、沙漠、湖泊、沼泽等大小等级不同的异质系统，从而造成了不同规模的水分、空气循环，实现物质和能量的循环运动和转换。不同的异质系统也形成了人类社会的不同的资源条件、生产环境和生活环境，也促进了人类社会生产、社会生活信息的流动和交换。可见地球表面千差万别的异质系统与地球内部和外层空间那种近于死寂、相对均一的同质系统相比，进化速度是惊人的。
　　总之，气态、液态、固态三相共存相互作用的地球表面在界面机制、异质机制共同作用下使地球表层处于不可逆的进化状态，形成了一个特殊的物质流、能量流运动和转换系统，强化了各组成要素之间的相互制约性、共生性和整体性，系统的组织水平越来越高级，越来越复杂，使之质地区别于地球其他层圈，形成了自己独特的性质。
　　（二）地球表层是内外力相互作用的场所
　　所谓地球内力是指地球的构造力，来自地球内部，在地球表层清晰明显地表现出来，诸如火山、地震、岩浆活动、地壳隆起和沉陷等等。除火山爆发外，内力作用的限度基本上终止于地球固体表面，它造成地球表层地理位置（经度、纬度、高度）相对改变，构成地球表层固体部分的基本框架。内力作用总的趋势是造成地表高低起伏、千姿百态的表面形态。外力作用即指以太阳辐射为基本能源而产生的风化作用、流水作用、风蚀作用等，它通过物理化学变化、物质的侵蚀、搬运、堆积作用极力消除内力所造成的起伏，总的作用趋势是夷平地表，其影响深度仅限于地表以下几米到几十米的深度。很显然，内力作用的上限和外力作用的下限都在地球表层之中。地表形态是由内外力共同作用的结果，这一特点是地球其他层圈所不具备的。
　　（三）地球表层是有机界和无机界互相转化的场所
　　生物圈是地球表层物质、能量流所维持的一层薄薄的有机膜，它起到了太阳能与无机界之间的中介作用。正是有机界中的绿色植物通过光合作用固定太阳能，然后通过食物链的关系传递给食草、食肉动物，生命体死后又在太阳能的作用下，通过微生物将有机体分解成无机盐类，参加地表物质循环，供植物再吸收，转化为新的有机体。地表中固有的氮、磷、钾等无机元素也作为养分被植物吸收转化为有机体。这种有机与无机的转化也是只有地球表层才存在的。
　　（四）地球表层是人类的生存环境
　　人类的出现使地球表层发生了质的变化，也构成了区别于其他层圈的突出特征。人类的影响最初是斑点状的，随着时间的推移，它的作用发生了突性的进展。虽然早在200万年以前就出现了人类，但只是有文字记载的历史时期形成社会生产力以来，特别是近代工业革命以来，人类的作用和影响才突出地显现出来。人类改变大气圈，造成温室效应、热岛效应，甚至控制局部环流；人类改变水循环、创造人工地形，从根本上改变了生物界的面貌等等。现在几乎找不到一块没有人类影响的禁地，人类的作用和影响在地球上已经连成一片，形成了名副其实的智慧圈、文化圈，地球表层渐渐成了人及其生活环境相互有机联系的新的系统。对现代地理学来说，不仅人文地理学要研究人类与其生产、生活环境的关系，就是自然地理学在分析地面诸种现象和过程时，也不可忽视人对环境的影响。
　　上述四个特征从本质上和整体上使地球表层形成了有别于其他层圈的独特的物质系统，地理学就是以这个系统为对象，建立起自己的科学体系。
&&& 地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150公里处。这样，整个地球总共包括八个圈层，其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观测和测量的方法进行研究。而地球内圈，目前主要用地球物理的方法，例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈 .
　　一、地球内部圈层划分依据
　　地球内部情况主要是通过地震波的记录间接地获得的。地震时，地球内部物质受到强烈冲击而产生波动，称为地震波。它主要分为纵波和横波。由于地球内部物质不均一，地震波在不同弹性、不同密度的介质中，其传播速度和通过的状况也就不一样。例如，纵波在固体、液体和气体介质中都可以传播，速度也较快；横波只能在固体介质中传播，速度比较
　　慢。地震波在地球深处传播时，如果传播速度突然发生变化，这突然发生变化所在的面，称为不连续面。根据不连续面的存在，人们间接地知道地球内部具有圈层结构。
　　二、地球内部圈层的划分
　　（一）地壳 地壳厚度各处不一，大陆地壳平均厚度约35公里，高大山系地区的地壳较厚，欧洲阿尔卑斯山的地壳厚达65公里，亚洲青藏高原某些地方超过70公里，而北京地壳厚度与大陆地壳平均厚度相当，约36公里。大洋地壳很薄，例如大西洋南部地壳厚度为12公里，北冰洋为10公里，有些地方的大洋地壳的厚度只有5公里左右。整个地壳平均厚度约17公里。一般认为，地壳上层由较轻的硅铝物质组成，叫硅铝层。大洋底部一般缺少硅铝层；下层由较重的硅镁物质组成，称为硅镁层。大洋地壳主要由硅镁层组成。
　　（二）地幔 介于地壳与地核之间，又称中间层。自地壳以下至2900公里深处。地幔一般分上下两层：从地壳最下层到1000—1200公里深处，除硅铝物质外，铁镁成分增加，类似橄榄岩，称为上地幔，又称橄榄岩带；下层为柔性物质，呈非晶质状态，大约是铬的氧化物和铁镍的硫化物，称为下地幔。地震资料说明，大致在70—150公里深处，震波传播速度减弱，形成低速带，自此向下直到1500公里深处的地幔物质呈塑性，可以产生对流，称为软流圈。这样，地幔又可分为上地幔、转变带和下地幔三层。了解地幔结构与物质状态，有助于解释岩浆活动的能量和物质来源，及地壳变动的内动力。
　　（三）地核 地幔以下大约5100公里处地震横波不能通过称为外核，推测外核物质是“液态”，但地核不仅温度很高，而且压力很大，因此这种液态应当是高温高压下的特殊物质状态；5100—6371公里是内核，在这里纵波可以转换为横波，物质状态具有刚性，为固态。整个地核以铁镍物质为主。
　　三、地壳物质组成
　　（一）地壳中的化学元素 地壳中有90多种天然化学元素，其中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含量占地壳总重量的97％，其余元素只占3％。而地壳中的氧约占49％；硅约占26％。
　　（二）地壳中的矿物 地壳中的化学元素，随着地质作用的变化不断地进行化合和分解，形成各种具有一定物理—化学性质特征的矿物①。而矿物又是形成地壳岩石与矿石的基本单位。地壳中的矿物大约有3000种，但与形成岩石有关的矿物主要有：石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、云母、方解石等，这类矿物通常称为造岩矿物。
　　（三）主要造岩矿物特征 石英（SiO2），晶体为柱状或块状，透明或半透明，具有油脂光泽，硬度7②，用刀刻划不产生条痕，为重要造岩矿物。长石，各类岩石都有，为含有钾、钠和钙的硅酸盐矿物，硬度6—6.5，柱状或板块状，正长石常为肉红色，斜长石为灰白色。角闪石，暗灰色或黑色，硬度5.5—6，常与石英、长石共生。云母，能沿解理方向揭成很薄的光滑薄片，发亮，透明，能弯曲，硬度2—3，具绝缘性。方解石（CaCO3），白色，透明或半透明，硬度3，用刀刻划可见条痕，遇稀盐酸反应起泡。 　 四、地壳中的岩石
　　地壳是由各种岩石组成的，岩石是由各类矿物组成的。根据形成的条件与当时形成的环境，岩石可分三大类：
　　（一）岩浆岩 这类岩石当时形成时温度很高，所以又称为火成岩。岩浆是地球深处高温高压下复杂的硅酸盐熔融体，主要成分是二氧化硅、三氧化二铝以及其他氧化物。金属元素及其氧化物的含量虽然不多，却是形成各种矿物（床）的物质来源。岩浆在不同条件下形成各种岩石。地壳中的岩石主要由岩浆岩构成。常见的、分布最广的岩浆岩有以下几种：
　　1.花岗岩花岗岩是大陆上分布非常广泛的岩石，主要由正长石、石英和云母等矿物于地壳层内冷凝而成，多较坚硬，呈肉红色，是良好的建筑材料。与花岗岩成分相同而喷出地表形成的岩石，叫流纹岩，流纹岩在形成时，一面流动，一面冷却凝固，产生流纹状结构，所以叫流纹岩。
　　2.闪长岩闪长岩也是一种侵入岩，主要由斜长石、角闪石等矿物组成，灰色或灰绿色。与闪长岩矿物成分相同、喷出地表后冷却凝固成的岩石叫安山岩，因岩浆迅速冷却，挥发性物质迅速散逸，常形成气孔状结构。
　　3.辉长岩辉长岩也是常见的岩石，属于侵入岩，主要由斜长石、辉石和少量角闪石等矿物组成。色深，与辉长岩矿物成分大致相同、喷出地表的叫玄武岩。因含铁、镁成分较多，故呈黑色或黑绿色，常具有气孔状结构。玄武岩分布很广。
　　（二）沉积岩 各类岩石经风化、侵蚀、搬运、沉积和成岩作用后形成的岩石，称为沉积岩。这类岩石大多是在海洋、河流、湖泊等水环境下形成，所以沉积岩又称水成岩。由于水量有大小，水体深浅不一，水动力条件与沉积环境不一，沉积岩一般具有成层现象，构成岩石的颗粒有粗细之分，层次有厚薄不同。地表分布最广的是沉积岩。由于沉积岩一般形成于常温常压环境，所以岩层里往往保留有生物遗迹——化石。常见的并且分布广泛的沉积岩有以下几种：
　　1.石灰岩主要化学成分是碳酸钙，它原是海洋环境下的生物化学沉积。白色、灰白色或灰色。石灰岩是沉积岩中最常见的和地表分布最广泛的一类岩石。它可作为建筑材料，例如石灰、水泥等的原料。
　　2.砂岩主要矿物成分是石英、长石。原是陆地上或浅海环境沉积。黄色、灰白色，岩石比较坚硬，是较好的建筑材料。用来做磨刀石的通常是砂岩。
　　3.页岩主要矿物有高岭土、石英、云母等，浅海或陆相沉积。泥质结构，致密，不透水，是良好的隔水层。浅绿色或浅黄色。岩性软弱，容易风化、侵蚀。
　　4.砾岩由大小不一的岩石碎块混杂在一起，被某种物质胶结而形成，一般为陆相沉积。砾岩成分有的简单，有的很复杂，有的砾岩的砾石带有棱角，有的则被磨得浑圆。这类岩石一般多孔隙、透水，常常是良好的含水层。
　　（三）变质岩 由岩浆岩、沉积岩，甚至包括变质岩本身，在高温、高压或动力挤压下，使原有岩石中的矿物产生重新排列、组合，并可能产生新的变质矿物，具有一定的结构特征的岩石，称为变质岩。例如，石灰岩经过变质作用，形成美丽的大理石，这是一种名贵的建筑材料，因云南省大理附近点苍山出产这种岩石而得名；砂岩经变质作用后，形成更为坚硬的石英岩；页岩经变质作用后，形成比较致密而坚实的板岩或片岩，等等。
&&&&&&&&&&&&&&&& 地球内力
一、地球的内力作用
　　（一）力的来源 地球内部作用力来自热能、化学能、重力能以及地球旋转能等。由地球内部这些力所产生的作用，称为地球的内力作用。大陆上的山地、盆地、高原等，大洋底部海岭、海盆、海沟等地形的形成过程中，内力作用起着主导作用。
　　（二）内力作用主要表现形式 内力作用表现形式多种多样，主要有地壳运动、地球深处岩浆活动和地震等。
　　1.地壳运动地壳运动又称构造运动或大地构造运动，是指引起地壳结构改变和地壳物质变位的一种运动。例如，海侵、海退、隆起和拗陷，等等。根据地壳运动方向，可分为水平运动和垂直运动两种基本形式。地壳物质大致平行于地球表面，即沿着大地水准面切线方向进行运动，叫水平运动。它主要是由于地球水平方向作用力引起的，表现为地壳岩层的水平移动，使岩层在水平方向上遭受不同程度的挤压力和引张力，产生褶皱和断裂构造。我国的昆仑山、祁连山等以及世界上许多山脉，就是通过挤压褶皱而形成的。所以，有人将水平运动称造山运动。地壳物质沿着地球半径方向缓慢的升降运动称垂直运动。升降运动通常表现为大规模隆起和相邻地区拗陷，引起地势起伏或海陆变迁，故有人将垂直运动称造陆运动。水平和垂直运动虽有区别，但实际在时空上常有联系。
　　2.岩浆活动地球内部能量的积聚和释放可能表现为岩浆活动。地球内部热能累积到一定程度，变为灼热的岩浆产生巨大压力，它冲破地壳薄弱常喷出地表，即为火山喷发。火山喷发物包括气体、熔岩、火山灰等，通过火山口喷出，其中大部分火山物质在火山口周围堆积，形成火山锥。如长白山顶部天池即为火山口积水而成，周围16座山峰都是火山岩堆积而成。大洋底部同样有火山喷发，有的火山物质堆积露出海面，形成火山岛，如太平洋中的夏威夷群岛。
　　3.地震地壳自然快速颤动叫地震，它是地球内部能量释放经常发生的有规律的自然现象。地下发生地震处称震源，它在地面下的深度即震源深度。和震源相对应的地面上的一点叫震中。地震引起的振动以波的形式从震源向四周传播，称地震波。质点振动方向与震波传播方向一致，称纵波，在地壳内波速约5—6公里/秒；质点振动方向与震波传播方向相垂直，称横波，在地壳内的波速约3—4公里/秒。由于地震波波形不同，波速不等，地震时纵波速最快，故人们首先感到上下跳动，而后横波到达，人们才感到左右摇晃。地震强度以震级和烈度来表示。震级是地震能量等级和释放能量的大小。烈度是地震在一定地点产生或可能产生的破坏程度的度量。
　　一次地震只有一个震级，它是根据地震台站地震图上记录的最大振幅的地动位移与相应周期，参考有关数据，按一定公式计算出来的。震级与释放的震波能量密切相关，震级每增大一级，能量约增33倍。震级无上限。迄今记录到最大震级是1960年5月在智